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导沙槽

2020-04-09 21:01

建于渠道底部,用以截取及排除渠道底沙的槽式结构物,又称截沙槽或涡流管。

导沙槽通常布置在进水闸前后或各级渠道首部,与水流向成30°~60°[图(a)]。槽内产生螺旋流,具有较大的输沙能力。导沙槽可为开敞式[图(b)]或半封闭式[图(c)],断面形状可为圆形或矩形。开敞式导沙槽一般建在渠底以下,顶部与渠底齐平;为了施工方便,也可在渠底上修建两道距离较近的导沙坎,以形成导沙槽,见图(d)。槽内水体受渠道主流摩擦作用而形成螺旋流;底部泥沙随水流进入槽内,受螺旋流的卷扬作用,顺槽排出;渠岸设出口控制闸门。半封闭式导沙槽带有顶板,上游侧设进水口,利用主流的冲击力进入槽内,遇槽壁受阻后方向改变而形成螺旋流。为保证足够的冲击力,要求主流有较大的流速,且导沙槽有适宜的进口断面。如主流流速偏小,可局部抬高渠底或缩窄断面以加大流速,提高导沙槽的排沙能力。

导沙槽的布置及断面形式示意图

(a)平面布置;(b)开敞式导沙槽;(c)半封闭式导沙槽;(d)导沙坎组成的导沙槽

导沙槽结构简单、排沙效率较高,在取水工程中得到普遍应用。中国、美国、英国、日本等国对导沙槽的工作状况及设计方法取得了较多的研究成果。为提高导沙槽的截沙、排沙能力,导沙槽所在渠段主流的弗劳德数(Fr)应在0.8~1.0;导沙槽与主流夹角在30°~45°之间。导沙槽进水段不宜太长,一般不大于导沙槽水力半径的20倍。当渠道较宽时,可设数条平行布置的导沙槽,将截取的含沙水流分别排出渠外。每条导沙槽只有一段进水,其余为封闭式输水管。导沙槽截取的流量与进水段长度、进水断面面积、布置方向以及主流的流速、水深等有关,一般为渠道流量的5%~15%。在此流量范围内,可排除70%~90%粒径大于0.5mm的泥沙,粒径越大,排沙率越高。

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